Spaanvorming uitgelegd: typen metaalsnijspaan

Wat is spaanvorming?

Spaanvorming is onderdeel van het proces van het snijden van materialen door mechanische middelen, met gereedschappen zoals zagen, draaibanken en freesmes. Een begrip van de theorie en techniek van deze vorming is een belangrijk onderdeel van de ontwikkeling van dergelijke machines en hun snijgereedschappen.

De formele studie van spaanvorming werd aangemoedigd rond de Tweede Wereldoorlog en kort daarna, met toename in het gebruik van snellere en krachtigere snijmachines, met name voor metaalsnijden met de nieuwe hoge-snelheids staal snijgereedschappen.

Spaanvorming wordt meestal beschreven volgens een drievoudig model ontwikkeld door Franz. Dit model is het best bekend binnen het veld van werktuigmachine ontwerp, hoewel het ook gebruikt wordt wanneer een toepassingsgebied, zoals houtbewerking, een vocabulaire vereist om spaanvorming in meer detail te beschrijven dan normaal geprobeerd.

MEER: 1. Wat is een draaibank? 2. Wat is bewerken? 3. Wat is zagen - 35 verschillende typen zagen

Typen spaan

1. Continue spaan

In het bewerkingsproces worden continue spaan gevormd tijdens de bewerking van duktil materiaal met hoge snelheid en minimale wrijving tussen het gereedschap en materiaal. Door continue plastische vervorming door toepassing van het gereedschap, wordt dit type spaan geproduceerd.

Zachte staal en koper is duktil materiaal. De dikte van de spaan is gelijk aan de gehele lengte. Het levert doorgaans een goede oppervlakteafwerking op. Het hoofdnadeel van dit type spaan is moeilijk te handhaven en te verwerken. De condities die verantwoordelijk zijn voor de vorming van continue typen spaan zijn:

• Duktil materiaal zoals zachte staal wordt gebruikt.
• De grotere rake-hoek van het gereedschap.
• Hoge snijsnelheid.
• Minimale wrijving tussen spaan en gereedschap interface.
• Kleine snijdiepte.

Voordelen

De vorming van continue spaan tijdens het bewerkingsproces heeft de volgende voordelen:

• Betere oppervlakteafwerking voor het duktile materiaal.
• Minder warmteopwekking door minimale wrijving tussen gereedschapsvlak en spaan.
• Laag energieverbruik.
• Lange gereedschapslevensduur door minder slijtage.

2. Discontinue spaan

Als de spaan tijdens het bewerkingsproces niet continu zijn, d.w.z. gevormd met breuk, heten ze discontinue spaan.

Discontinue spaan worden gevormd wanneer bros of harde metalen zoals messing, brons en gietijzer als werkstukken in het bewerkingsproces gebruikt worden.

Discontinue spaan worden ook in duktil materiaal gevormd wanneer de wrijving tussen gereedschap en werkstuk hoog is. Discontinue spaan zijn geen goed teken voor bewerking van duktil materiaal omdat het slechte oppervlakteafwerking geeft en het bewerkingsproces traag wordt.

Condities die verantwoordelijk zijn voor de vorming van discontinue spaan zijn:

• Lage voedsnelheid.
• Kleine rake-hoek van het gereedschap.
• Hoge snijsnelheid.
• Hoge wrijvingskrachten aan de spaan-gereedschap interface.
• Te veel snijdiepte.

Voordelen

De vorming van discontinue typen spaan in bros materialen biedt een goede oppervlakteafwerking, verhoogt de gereedschapslevensduur en vermindert het energieverbruik.

Nadelen

Wanneer discontinue spaan gevormd worden in duktile materialen, resulteert het werkstuk in slechte oppervlakteafwerking en vindt overmatige slijtage van het gereedschap plaats.

3. Continue spaan met opgebouwde randen

In het bewerkingsproces van duktil materiaal, worden continue spaan gemaakt met opgebouwde randen wanneer de temperatuur en druk in het snijden en de wrijving van de spaan en gereedschapsvlak hoog zijn.

Het is bijna gelijk aan de continue spaan maar het is ruw door de opgebouwde rand. Deze functie kan ervoor zorgen dat het materiaal kleeft of last aan de rand van het gereedschap.

Je vraagt je misschien hoe het ontstaat?

Het ontstaat, wanneer de spaan omhoog vloeit en de wrijving tussen de interface van de spaan en het gereedschap hoog is. De warmte die gegenereerd wordt aan de neus van het gereedschap is zeer hoog, door de hoge wrijving tussen de spaan en het gereedschap.

Daardoor wordt gecomprimeerd metaal aan de gereedschapsneus gelast, daarom heet het opgebouwde randen. Als de spaan door deze opgebouwde rand vloeit, breekt het en wordt weggestuurd van de spaan en heet opgebouwde rand spaan. De rest van de opgebouwde rand hecht aan het oppervlak van het werkstuk en maakt het dikker.

Waarom ontstaan continue spaan met BUE bij je machine?

• Door gebruik van duktil materiaal tijdens bewerken.
• Vanwege de kleinere rake-hoek van het gereedschap.
• De snijsnelheid van het gereedschap is langzaam.
• Gebrek aan koelmiddel en kan verhoging van wrijving tussen spaan-gereedschapsvlakken veroorzaken.
• De dikte van de spaan is hoog.
• Vanwege de hoge temperatuur tussen werkstuk en gereedschap.
• Hoge voedsnelheid van het gereedschap.

Voordelen

Het maken van de BUE heeft één voordeel: het beschermt het gereedschap tegen schade door hoge wrijving en temperatuur gegenereerd tijdens het bewerkingsproces, en dus neemt de gereedschapslevensduur toe.

Nadelen

De vorming van deze typen spaan resulteert in een ruwe oppervlakteafwerking, verandering in de rake-hoek en snijkrachten.